当期目录

    2012年 第32卷 第08期 刊出日期:2012-08-01
    网络与通信
    支持移动自组网的柔性链路状态路由协议
    王小刚 曹健
    2012, 32(08):  2085-2094.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02085
    摘要 ( )   PDF (946KB) ( )  
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    在移动自组网(MANET)中,服务质量(QoS)路由的目标是要确定一种具有足够可用移动节点的有效路由路径来满足源点的需求,而且被选择的多点中继(MPR)节点是处在通过路由协议计算产生的最优路由路径上。为了能在较短时间内稳定地寻找到从源点到终点带有最大带宽和最小时延的最优QoS路由路径,提出一种新的柔性链路状态QoS路由协议FLSQR。该协议使用了一种新的链路状态方法——每个节点缓存中存储一张效用决策表(EDT)用作路由计算。FLSQR根据EDT中的效用距离(ED)使用MPR1和MPR2选项来选择最优和次优路由路径,进而通过提出的度量模型选择最优带宽和时延的路径。实验结果显示,FLSQR协议在MANET中的最优路由路径发现方面比OLSR和QOLSR-MPR协议性能更好。
    嵌套移动网络中基于位置更新的隧道MTU发现机制
    陈龙 汤红波 王领伟
    2012, 32(08):  2090-2094.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02090
    摘要 ( )   PDF (778KB) ( )  
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    针对嵌套移动网络中的最大传输单元(MTU)问题,在分析现有方案不足和网络结构特点的基础上,建立了隧道MTU模型,提出一种基于位置更新的隧道MTU发现机制。该机制在家乡代理存储相互间的路径MTU值,利用路由器通告、绑定更新等信令消息携带MTU信息,在位置更新过程中实现了节点对隧道MTU的快速安全跟踪,并适用于多穴配置和多种路由优化方案。仿真分析表明,相比现有方案,该机制能够降低报文延迟和传输开销,提升带宽利用率。
    带π演算验证的FMIPv6优化方案
    李向丽 王晓燕 王正斌 屈智巍
    2012, 32(08):  2095-2102.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02095
    摘要 ( )   PDF (879KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决FMIPv6的切换延迟长和丢包率高的问题,提出一种改进方案PI-FMIPv6。该方案通过引入信息学习机制、绑定代理机制及隧道定时器,将转交地址配置、重复地址检测、绑定注册等工作提前完成,并合理设置隧道生存期,优化了FMIPv6切换流程。通过π演算对PI-FMIPv6方案进行数学模型定义和推导,证明了PI-FMIPv6方案的规范性和严谨性。同时,NS-2仿真结果表明,改进方案PI-FMIPv6相对原FMIPv6方案减少至少60.7%的切换延迟和61.5%的丢包率,验证了其性能优于FMIPv6,更好地满足了实时业务的需求。
    基于非对称信道的双向中继传输方案
    范锦宏 何丽
    2012, 32(08):  2100-2102.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02100
    摘要 ( )   PDF (417KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对双向中继系统广播时隙的两信道质量非对称时数据传输率受弱链路质量影响而使强链路质量信道增益未被充分利用的问题,提出一种新的传输方案。该方案采用先验比特信息方法,弱链路质量的节点在接收信号时利用已知比特信息,通过映射的子集来解调信号,使符号间的最小欧氏距离变大,两链路以与各自质量所对应的数据传输率进行传输,同时能达到两链路相同误比特率的要求。仿真结果表明该方案可应用到非对称信道的双向中继实际场景。
    改进的无线传感器网络节点定位算法
    张宏君 毛永毅
    2012, 32(08):  2103-2105.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02103
    摘要 ( )   PDF (449KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了减小无线传感器网络(WSN)节点定位中非视距传播误差产生的影响,提高节点定位精度,提出一种基于残差加权的牛顿迭代定位算法。先利用残差加权算法定位,得到未知节点的初步位置,再将该节点位置作为牛顿迭代定位算法的初始值进行迭代计算,最终得到更为精确的节点位置。仿真实验结果表明,该算法能有效地抑制非视距传播误差的影响,提高传感器网络节点定位的精度,且性能稳定。
    基于稀疏表示和约束优化的波达方向估计方法
    郭莹 孟彩云
    2012, 32(08):  2106-2127.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02106
    摘要 ( )   PDF (575KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    对于噪声环境中信号源的波达方向(DOA)估计,传统的多信号分类(MUSIC)算法只对不相干信号有效,且所需较多样本。针对此问题,将进行DOA估计的搜索范围看作冗余字典,从而待估计的DOA成为该冗余字典中的某些元素,可以由冗余字典对其进行稀疏表示;其次,利用单次快拍数据,应用二阶锥(SOC)约束优化的方法对该稀疏表示问题进行描述,并进而转化为标准的二阶锥形式,采用有效的优化工具SeDuMi来实现DOA的估计。仿真结果表明,与现有的子空间方法相比,该方法只需单拍数据即可得到较好的估计结果,且无需对信源个数有先验知识,同时适用于相干和非相干信号。
    基于内插阵列变换的扩展传播算子实值算法
    陈浩 贾伟 李思佳
    2012, 32(08):  2109-2112.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02109
    摘要 ( )   PDF (586KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对内插阵列变换(VIA)思想在非圆信号波达方向(DOA)估计算法中的应用问题,提出一种基于内插阵列变换的扩展传播算子实值算法——VIA-EPM实值算法。利用真实阵列流型与虚拟阵列流型之间的变换矩阵,将真实阵列输出转换为虚拟阵列输出,再根据信号源为实数的特点,分别求取虚拟阵列输出的实部和虚部,将其串联组合,扩展阵列输出的维数,通过对扩展阵列输出矩阵进行分块并得出扩展传播算子,进而得到一种传播算子(PM)类的DOA估计算法。仿真实验表明:存在阵元位置误差的情况下,VIA-EPM实值算法通过对阵元位置校准数据进行内插阵列变换,取得与阵元位置校准的扩展传播算子实值算法(EPM实值算法)相当的估计性能,保持了阵列扩展能力、高估计精度以及高分辨力;并且在二维阵元位置误差情况下,其估计性能明显优于阵元位置未校准的EPM实值算法。结合VIA-EPM实值算法的计算复杂度分析可以看出:它同时获得了内插阵列变换技术以及信号非圆特性的优势;与复运算相比,其复杂度也相对降低。
    基于修正函数线性拟合的Turbo码译码算法
    李政 宋春林 赵运杰 吴朱佳
    2012, 32(08):  2113-2115. 
    摘要 ( )   PDF (569KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    新一代移动通信系统LTE/LTE-A具有高吞吐率的突出特点和需求,但高速译码也对误码率和延时等提出了更高的要求。现有的Turbo码译码算法中,Log-MAP算法译码性能较好,但算法复杂度高,时延大;而Max-Log-MAP算法虽然具有较低的复杂度,但译码性能较差。为此,提出一种基于修正函数线性拟合的Turbo译码算法,该算法针对不同刻度区间采用不同的拟合参数。实验仿真表明,该算法与现有算法比较,能够达到Log-MAP算法的译码性能,且避免了Log-MAP的大量运算,从而在保证较好译码性能的基础上,有效地降低了译码延时,并且便于硬件实现。
    数字网络编码的正交协作方案
    田心记 宋成
    2012, 32(08):  2116-2122.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02116
    摘要 ( )   PDF (533KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对网络编码的正交放大转发(OAF)方案不能避免错误传播的问题,提出中继节点采用译码转发(DF)协议的网络编码正交协作方案。该方案的中继节点根据译码的正确与否决定是否转发源节点的信号,避免了错误传播,提高了系统的可靠性。理论分析表明,所提方案的平均互信息和可靠性都优于OAF方案,仿真结果也验证了理论分析的正确性。
    基于循环谱包络的多信号调制识别
    余志斌 于宁宇
    2012, 32(08):  2119-2122.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02119
    摘要 ( )   PDF (592KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对单通道接收机在多信号环境下难以处理信号调制识别的问题,提出一种不经信号分离直接提取各独立分量信号特征以有效识别多个相移键控(PSK)信号的新方法。该方法从理论上推导了时频重叠多分量信号在循环频率轴上的可分性,在此基础上提出了信号调制特征的提取方法和易于工程实现的信号识别方法。理论分析和仿真实验表明:该方法能不受干扰地提取各分量信号的调制特征,并能有效识别调制集内任意组合的双相移键控信号,当信噪比(SNR)为0dB时,各信号组合的平均正确识别率能达到97%。
    多径信道下基于循环谱特征的调制识别算法
    李世平 陈方超 王隆 王爱红
    2012, 32(08):  2123-2127.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02123
    摘要 ( )   PDF (735KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对多径衰落环境下通信信号调制方式识别算法识别类型少、稳定的特征参数提取困难、识别率低的问题,提出一种基于循环谱特征的自动识别算法。首先,提取待识别信号循环谱、平方循环谱及四次方循环谱的特征面和投影面;然后,利用特征面和投影面的相关系数作为特征参数;最后,选择合适的判决门限,对BPSK、QPSK、2FSK、4FSK、MSK、16QAM和OFDM信号进行自动识别。实验表明,该算法提取的特征参数抗多径干扰能力强,识别率高;当信噪比大于2dB时其总体识别率达到94%以上。与已有算法的比较结果也证明了该算法的优越性。
    突发QAM信号盲识别算法
    刘聪杰 彭华 吴迪
    2012, 32(08):  2128-2132.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02128
    摘要 ( )   PDF (785KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对非协作通信中的7种正交幅度调制(QAM)方式识别问题,提出一种新的基于联合特征的盲识别算法。该算法在对信号的循环平稳性以及QAM瞬时幅度分布特点讨论和分析基础上,采用基于循环平稳检测、四阶零次共轭循环累积量以及瞬时包络的联合特征,并选择二叉树支持向量机作为识别分类器,完成了对7种中频QAM信号的识别。仿真实验表明,该算法在码元数目为1000,信噪比大于6dB时,正确识别率可达到90%以上。
    基于信号包络分析的并行微弱信号检测算法
    刘磊 范铁生 王银斌 李智慧 唐春鸽
    2012, 32(08):  2133-2136. 
    摘要 ( )   PDF (649KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对目前微弱信号检测主要利用相关运算检测已知参数的周期信号是否存在,算法复杂、通用性不强的问题,从数学形态学的角度出发,提出一种基于信号包络分析的并行微弱信号检测算法,通过局部运算性能良好的凸点筛选,逐级提取信号的包络,最终的高级包络收敛于多个信号的峰值位置。算法不需要被检测信号的先验知识,对高斯噪声有很好的抑制作用。在信噪比为-10dB的仿真实验中,算法依然保持较好的检测效果;实测数据显示,算法具有较好的微弱信号检测性能。
    Ka频段移动卫星星地链路误码统计分析
    潘成胜 李花芳 刘春玲
    2012, 32(08):  2137-2140.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02137
    摘要 ( )   PDF (613KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对Ka频段移动卫星星地链路的特性,全面考虑天气和移动终端周边环境的影响,建立了Ka频段移动卫星星地信道模型。对二进制相移键控(BPSK)调制方式下的星地信道进行仿真和数字基带误码图案的统计分析,并采用最小二乘法对误码发生次数的概率进行了拟合。研究表明:信道误码发生次数服从泊松分布,在Ka频段移动卫星星地信道的数字基带模拟中,BPSK调制方式下的系统误码由突发误码和服从泊松分布的随机误码组成。
    先进计算
    块级连续数据保护系统元数据管理方法
    李红艳
    2012, 32(08):  2141-2149.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02141
    摘要 ( )   PDF (1044KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为有效组织连续数据保护(CDP)的历史数据以提高灾难发生时系统的恢复效率,研究了影响CDP系统恢复性能的元数据管理方法,设计并实现了三种元数据管理方法。其中两种(DIR-MySQL和OPT-MySQL)是简单的基于MySQL数据库的实现,而另一种(META-CDP)是根据应用特点而设计的。实验结果表明,三种管理方法均能够有效提高系统的恢复效率。其中,前两种方式随着恢复数据量的增加,所需要的恢复时间剧增;而后一种方式随着数据量的增加,恢复时间增加很小,其效率比前两种方法高很多,而且其性能也在可接受范围内。
    基于面向服务对象体系结构的交通噪声地图分布式计算方法
    李楠 冯涛 刘斌 李贤徽 刘磊
    2012, 32(08):  2146-2149.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02146
    摘要 ( )   PDF (704KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对目前城市交通噪声地图绘制工具和方法不能适应大规模项目分布式计算需要的现状,提出一种基于松耦合服务的噪声地图分布式计算方法,阐述了面向服务对象体系结构(SOOA)运作机制,给出了噪声地图计算服务的建立方法并介绍了其部署方式和管理模式。最后通过某示范区噪声地图求解实例验证了该算法在有效提高计算效率的同时能够给系统提供充分的灵活性。实验结果表明,并行子任务的不均衡会影响并行效率,一般状况下并行效率能够达到85%以上。
    基于纠删码和动态副本策略的HDFS改进系统
    李晓恺 代翔 李文杰 崔喆
    2012, 32(08):  2150-2158.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02150
    摘要 ( )   PDF (784KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了让Hadoop分布式文件系统(HDFS)达到更高的存储效率以及更加优化的负载均衡能力,针对HDFS的多副本存储技术提出了改进方案——Noah。Noah引入了编码和译码模块,对HDFS中的block进行编码分解,生成更多数量的数据分片(section),并随机地分散保存到集群当中,替代原有系统的多副本容灾策略;在集群出现节点失效的情况下,通过收集与失效block相关的任意70%左右的section进行原始数据的恢复;同时根据分布式集群运行情况以及对副本数目需求的不同采用动态副本策略。通过相关的集群实验,表明Noah在容灾效率、负载均衡、存储成本以及安全性上对HDFS作了相应的优化。
    基于“次中心”的社区结构探寻算法
    水超 李慧
    2012, 32(08):  2154-2158.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02154
    摘要 ( )   PDF (811KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    当前社区结构探测算法在寻求社区结构划分正确性的同时,算法效率较低。为此,提出一种在算法正确性和算法效率两个方面能取得较好均衡的社区结构探寻算法CoreScan。该算法寻找节点集合中一类称之为“次中心”的特殊节点,再将其作为聚类中心,然后通过D模块度来发现社区结构。理论分析表明,该算法能正确识别Fortunato提出的一类特殊社区结构,且算法效率可达O(n*kmax),其中n是节点数量,kmax是“次中心”最大数量。最后通过多项实验证明,CoreScan算法能够在效率和正确性上取得较好的均衡,适合于在大规模节点集合中进行快速社区结构探寻。
    利用改进的和声搜索算法求解Van Genuchten方程参数
    邢长明 代艳 杨林
    2012, 32(08):  2159-2164.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02159
    摘要 ( )   PDF (853KB) ( )  
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    Van Genuchten方程是最常用的土壤水分特征曲线方程,运用该方程的关键是4个参数的取值精度。为了精确地求解这些参数,引入和声搜索(HS)算法进行求解,提出一种基于全局信息的和声搜索优化计算方法——IGHS。IGHS算法具有如下特点:利用当前和声记忆库中的全局最优解产生新解,改变了和声搜索算法新解的产生方式;通过对和声记忆库中当前最优解的扰动避免算法早熟,增强算法的全局搜索能力;IGHS算法结构简单,容易实现。实验结果表明IGHS算法求解Van Genuchten方程参数的精度与随机微粒群结果相似,但其收敛速快、计算量小,因此可以作为计算Van Genuchten方程参数的新方法。
    改进自适应差分进化算法求解大规模整数任务分配
    王永皎
    2012, 32(08):  2165-2167.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02165
    摘要 ( )   PDF (425KB) ( )  
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    针对0-1任务规划模型存在维数灾维的问题,提出一种基于改进自适应差分进化(SADE)算法的大规模整数任务分配算法。首先,将任务分配的0-1规划模型转化整数规划模型,不仅大幅减少了优化变量的维数,还减少了整式约束条件;然后,将常用的变异算子DE/rand/1/bin和DE/best/2/bin结合起来组成新的自适应变异算子,使得自适应差分进化算法既有较快的收敛速度,又降低了变异算子对具体问题的依赖;并用改进自适应差分进化算法求解整数规划。最后,通过典型的任务分配实例验证了算法在优化大规模任务分配的有效性和快速性。
    基于核算法解决多维多选择背包问题
    康鲲鹏
    2012, 32(08):  2168-2175.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02168
    摘要 ( )   PDF (795KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对目前尚无多维多选择背包问题(MMKP)高效核算法的现状,提出用多种方法来构造处理这种类型背包的核。首先论述了如何在一般背包问题中获得核;接着根据事先设定的度量指标详细讨论了MMKP的基本解和两种排序关系,并利用三种备选方案得出MMKP的核,亦即子空间。第一种方案是基于观察数据E[lc]和E[d∞]比较小来得到核;第二种方案基于基本解和最优解的曼哈顿距离不算太远来实施;第三种方案是为所有元素定义一个全序并取第一组k元素作为核。比较了这三种方案的不同与优劣,结果表明:第一种方案比其他两种方案无论从定义子空间的精度和枚举时间平均值上,性能都更优越,利用该方案定义的核能高效解决MMKP。
    信息安全
    基于小波的网络流量异常协同相变检测
    熊伟
    2012, 32(08):  2171-2174.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02271
    摘要 ( )   PDF (625KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对网络流量表现出的非线性和非平稳性等复杂的动力学特征,提出一种基于小波的网络流量异常协同相变检测方法。该方法从网络流量时间序列的离散小波域出发,利用序参量的非线性动力学方程描述网络流量系统的复杂行为,采用势函数来刻画网络流量系统的非平稳相变过程,进一步分析了网络流量状态与各种攻击模式之间的变化关系,并通过协同学模型对网络流量序参量进行演化,当相应序参量收敛时,即可检测到相应的攻击模式或是正常流量模式。最后,采用了DARPA 1999数据集进行了实验测试,网络流量异常的平均检测率达到了90.00%,而平均误检率只有15.03%。实验结果表明,基于小波的协同相变方法可以用于网络流量异常检测。
    先进计算
    云计算系统相空间广义热力学参数定义及分析
    王鹏
    2012, 32(08):  2172-2175.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02172
    摘要 ( )   PDF (652KB) ( )  
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    云计算是由海量节点构成的高耦合系统,通过定义云计算系统在相空间的映射及相应的广义热力学参数:广义归一化温度、广义绝对温度、广义归一化熵、重心等物理量,将对云计算系统的研究转变为对相空间热力学系统的研究。云计算系统的相空间广义热力学参数反映了系统的整体工作状态,能对系统当前的外部负载请求情况、负载均衡情况、节点参数变化情况进行评价。仿真实验证明了这一分析方法在云计算系统分析中的可行性和有效性。
    数据库技术
    基于少量类标签的概念漂移检测算法
    李南 郭躬德 陈黎飞
    2012, 32(08):  2176-2185.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02176
    摘要 ( )   PDF (1184KB) ( )  
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    传统的概念漂移数据流分类算法通常利用测试数据的真实类标来检测数据流是否发生概念漂移,并根据需要调整分类模型。然而,真实类标的标记需要耗费大量的人力、物力,而持续不断到来的高速数据流使得这种解决方案在现实中难以实现。针对上述问题,提出一种基于少量类标签的概念漂移检测算法。它根据快速KNNModel算法利用模型簇分类的特点,在未知分类数据类标的情况下,根据当前数据块不被任一模型簇覆盖的实例数目较之前数据块在一定的显著水平下是否发生显著增大,来判断是否发生概念漂移。在概念漂移发生的情况下,让领域专家针对那些少量的不被模型簇覆盖的数据进行标记,并利用这些数据自我修正模型,较好地解决了概念漂移的检测和模型自我更新问题。实验结果表明,该方法能够在自适应处理数据流概念漂移的前提下对数据流进行快速的分类,并得到和传统数据流分类算法近似或更高的分类精度。
    基于限定区域数据取样的密度聚类算法
    周红芳 赵雪涵 周扬
    2012, 32(08):  2182-2185.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02182
    摘要 ( )   PDF (635KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    传统密度算法DBSCAN与DBRS的缺点在于时间性能和聚类精度均较低,为此,提出一种结合限定区域数据取样技术的密度聚类算法——DBLRS。该算法在不增加时间和空间复杂度的基础上利用参数Eps查找核心点的邻域点和扩展点,并在限定区域(Eps,2Eps)内进行数据抽样。实验结果表明,限定区域内选取代表点进行簇的扩充降低了大簇分裂的概率,提高了算法效率与聚类精度。
    K-means初始聚类中心的选择算法
    郑丹 王潜平
    2012, 32(08):  2186-2192.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02186
    摘要 ( )   PDF (657KB) ( )  
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    K-means算法随机选取初始聚类中心,容易造成聚类准确率低且聚类结果不稳定。针对这一问题,提出一种初始聚类中心的选择算法。通过k-dist的差值(DK)图分析,确定数据点在k-dist图上的位置,选择主要密度水平曲线上k-dist值最小的点作为初始聚类中心。实验证明,改进算法选择的初始聚类中心唯一,聚类结果稳定,聚类准确率高,迭代次数少。
    新的混合小生境鱼群聚类算法
    王培崇 钱旭 雷凤君
    2012, 32(08):  2189-2192.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02189
    摘要 ( )   PDF (625KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对K-Means算法对于初始k值较敏感和容易过早收敛的问题,提出基于人工鱼群机制的K-Means聚类算法(NAFS)。首先,利用先验知识随机产生待求解问题的若干个聚类中心,组成一个鱼群环境;其次,利用鱼群个体的协作、竞争机制寻找满意的结果。鉴于人工鱼群算法后期容易陷入局部最优,根据鱼群聚集度引入小生境算法,改善种群的多样性,提高了算法的求解精度。在KDDCUP99数据集上的实验结果表明,该算法具有较高的聚类精度,适用于高维数据的聚类问题。
    基于数据分区和网格的离群点挖掘算法
    唐成龙 邢长征
    2012, 32(08):  2193-2197.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02193
    摘要 ( )   PDF (819KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对已有的基于网格的离群点挖掘算法挖掘效率低和对于大数据集适应性差的问题,提出基于数据分区和网格的离群点挖掘算法。算法首先将数据进行分区,以单元为单位筛选非离群点,并把中间结果暂存起来;然后采用改进的维单元树结构维护数据点的空间信息,以微单元为单位进行非离群点筛选,并通过两个优化策略进行高效操作;最后以数据点为单位挖掘离群点,从而得到离群数据集合。理论分析和实验结果表明了该方法是有效可行的,对大数据集和高维数据具有更好的伸缩性。
    多类关联规则生成算法
    曾安平
    2012, 32(08):  2198-2201.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02198
    摘要 ( )   PDF (570KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统关联规则算法产生的规则关联性弱、种类少的缺点,结合Spearman秩相关系数,提出了一种多类关联算法。该算法在传统算法产生的强规则基础上,利用Spearman秩相关方法计算出规则中产品间的同步异步等相关性。将其作为兴趣度阈值,算法可同时产生同步正规则、异步正规则、同步负规则和异步负规则四类关联规则,且规则间联系紧密。实验结果表明了算法的有效性和优越性。
    数据缺失条件下基于启发式构元的多元回归分析方法
    张希翔 李陶深
    2012, 32(08):  2202-2274.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02202
    摘要 ( )   PDF (624KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    传统的多元回归分析方法可以对缺失数据进行预测填补,但它在构造回归方程时存在自变量形式较为固定、单一等不足。为此,提出一种基于启发式构元的多元回归分析方法,通过贪婪算法找出现有变量的优化组合形式,选取若干新构变量进行回归分析,从而得到更好的拟合优度。通过对案例中小麦茎秆机械强度缺失数据信息进行仿真计算和评估,证实了方法的有效性。算例结果表明该方法运用在缺失数据预测中拥有较好的精准性。
    基于道路网络的时空索引方法IMon-tree
    李峰 罗磊
    2012, 32(08):  2205-2222.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02205
    摘要 ( )   PDF (835KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对Mon-tree索引的不足提出一种基于道路网络的时空索引方法IMon-tree。索引分三层,顶部用四叉树网格来索引道路网络,底部二维R树用来索引物体的运动信息,中部单链表将上述两层连接起来,完成从道路到运动信息的映射。为了支持轨迹查询,用哈希表将物体的运动信息组织起来。对比实验表明IMon-tree轨迹查询比TMN-tree性能更好,时空查询算法平均响应时间是Mon-tree的65%,是TMN-tree的81%。该方法可应用于各种空间数据库以及地理信息系统。
    人工智能
    分段抽样模型中抽中目标的概率分析
    杨观赐 李少波 钟勇
    2012, 32(08):  2209-2211.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02209
    摘要 ( )   PDF (417KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了增大基于种群操作的搜索技术在有限时间内捕捉到决策空间中的特定目标的概率,基于古典概率模型建立不划分的随机抽样模型和划分成多个子区域的随机抽样模型(简称划分模型),分析比较了两个模型分别进行多次独立随机抽样至少抽中1次特定目标的概率,并证明:当总体中特定目标的数量为1或2时,划分模型抽中特定目标的概率恒大于不划分模型的概率。
    求三支决策最优阈值的新算法
    陈刚 刘秉权 吴岩
    2012, 32(08):  2212-2215.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02212
    摘要 ( )   PDF (625KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    传统的三支决策模型是依靠专家经验来设置阈值的,从而阻碍了三支决策模型在许多领域的广泛应用。针对此不足,提出不需要依赖于专家经验的基于网格搜索的最优阈值生成算法,即以三支决策风险损失函数为模型,以决策风险最小为目标,以网格搜索为手段,以样本的条件概率为搜索空间,找出能使风险损失最小的参数组合——最优阈值。最后将以该算法得到的阈值构建的三支分类器与贝叶斯分类器分别应用于UCI部分数据集,结果显示三支分类器分类性能更优,从而说明该算法有效。
    复合策略惯性权重的粒子群优化算法
    郜振华 梅莉 祝远鉴
    2012, 32(08):  2216-2218.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02216
    摘要 ( )   PDF (484KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对粒子群优化算法中典型线性递减策略的惯性权重不能和运算过程中非线性变化的特点相匹配的问题,提出一种用典型线性递减策略和动态变化策略相结合的方法来确定惯性权重的粒子群优化算法(L-DPSO)。该算法充分利用了线性递减策略的线性和动态变化策略的非线性特点,对两种策略赋予了相应的权重。然后将L-DPSO算法和单独使用典型线性递减策略来确定惯性权重的粒子群优化算法(LPSO)及单独使用动态变化策略来确定惯性权重的粒子群优化算法(DPSO)进行比较,用Griewank和Rastrigin函数进行测试,结果表明,适当调整典型线性递减策略和动态变化策略的权重,L-DPSO算法的收敛速度明显优于LPSO和DPSO算法,收敛精度也有所提高。最后,对L-DPSO算法和几种常用的惯性权重计算方法确定的粒子群优化算法作比较,用Griewank和Rastrigin函数进行测试,结果表明L-DPSO算法也有明显优势。
    利用粒子滤波求解旅行商问题
    吴新杰 黄国兴
    2012, 32(08):  2219-2222.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02219
    摘要 ( )   PDF (626KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有优化算法求解旅行商问题(TSP)时容易陷入局部极值的缺点,提出一种基于粒子滤波的优化搜索算法,该算法将TSP最优路径的搜索过程看成是一个动态时变系统。阐述了利用粒子滤波求解TSP最优路径的基本思想,给出了该方法的具体实现步骤。为了增强算法跳出局部极值的能力,在采样过程中引入了遗传算法的交叉和变异操作来丰富样本的多样性。最后为了验证新算法的有效性,进行了仿真实验,结果表明基于粒子滤波的优化算法能够找到比其他优化算法更好的解。
    基于改进群搜索优化算法的群体路径规划方法
    郑慧杰 刘弘 郑向伟
    2012, 32(08):  2223-2226.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02223
    摘要 ( )   PDF (608KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对群体动画中传统路径规划算法搜索时间长、寻优能力差等问题,提出一种利用群搜索算法进行多线程路径规划的方法。该方法首先将模拟退火算法引入到搜索模式中,克服算法易陷入局部最优的问题;其次,通过结合多线程和路径随机拼接技术,将算法应用到路径规划中。仿真实验表明该算法无论在高维还是低维情况下都具有较好的全局收敛性,能够很好地满足在复杂动画环境下路径规划的要求。
    模糊支持张量机图像分类算法及其应用
    邢笛 葛洪伟 李志伟
    2012, 32(08):  2227-2234.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02227
    摘要 ( )   PDF (631KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对在小样本图像分类应用中,以向量空间作为输入的传统分类算法的不足,提出以张量理论为基础,结合模糊支持向量机思想的基于张量图像样本的模糊支持张量机分类器,利用张量表示图像样本,求解最优张量面。通过手写体数字图像样本实验仿真,验证该算法的性能,随后将其应用到羽绒菱节图像识别中进行对比,该算法较传统算法平均高出6.3%以上的识别率。实验证明该算法更适合应用于图像样本分类识别。
    求解随机机会约束规划的混合智能算法及应用
    段富 杨茸
    2012, 32(08):  2230-2234.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02230
    摘要 ( )   PDF (745KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为更有效地求解随机机会约束规划问题,提出一种基于克隆选择算法(CSA)、随机模拟技术及神经网络的混合智能算法。采用随机模拟技术产生随机变量样本矩阵训练反向传播(BP)网络以逼近不确定函数,之后在CSA中利用神经网络检验个体的可行性、计算适应度,从而得到优化问题的最优解。为保证算法搜索的快速性和有效性,CSA采用双克隆和双变异策略。仿真结果表明,与已有算法相比,混合智能算法在500代时已取得比较满意的结果,且其精度在单目标优化问题中提高了2.2%,在多目标优化问题中提高了65%;将该算法应用于求解水库优化调度的难题上,结果也表明所建立的模型及算法的可行性和有效性。
    基于核的半监督的局部保留投影降维方法
    薛寺中 谈锐 陈秀宏
    2012, 32(08):  2235-2244.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02235
    摘要 ( )   PDF (606KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为能有效捕捉数据的非线性特征,特提出一种新的非线性数据降维算法——核半监督局部保留投影(KSSLPP)。该方法利用标记样本的标记信息及所有训练样本的结构重新定义了类间相似度和类内相似度,然后将原始数据映射到高维核空间,在核空间中最大化类间分离度,最小化类内分离度。该方法在核空间保持了数据的局部结构和全局结构,以及数据的标签信息。在Olivetti人脸库和UCI数据库中的对比实验验证了该算法的有效性。
    词汇语义信息对中文实体关系抽取影响的比较
    刘丹丹 彭成 钱龙华 周国栋
    2012, 32(08):  2238-2244.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02238
    摘要 ( )   PDF (1150KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    提出一种将《同义词词林》和《知网》的语义信息融合到基于树核函数的中文关系抽取方法,并比较和分析了两种语义信息对中文实体关系抽取的影响,同时探讨了这两种语义信息与实体类型信息之间的相互关系。实验结果表明,该方法能在一定程度上提高中文关系抽取的性能;同时,《同义词词林》能补充实体类型信息的不足,因而无论是否加入实体类型信息,其语义信息都能大幅度地提高大部分关系类型的抽取性能;而《知网》则和实体类型信息存在冲突,因此在已知实体类型信息的前提下,仅能提高个别关系类型的抽取性能。
    基于野草算法的文本特征选择
    刘逵 周竹荣
    2012, 32(08):  2245-2249.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02245
    摘要 ( )   PDF (807KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了更全面地对文本进行特征选择,提高文本特征选择的准确率,提出一种基于野草算法的文本特征选择方法,利用野草算法中子代个体按正态分布的方式分布于父代个体周围,在进化过程中通过动态调整子代个体正态分布的标准差,使算法在早期与中期充分保持种群多样性的优势,对文本进行比较全面的特征选择;在算法后期加强对优秀个体的特征选择,保证算法稳健地收敛到全局最优解,提高文本特征选择的准确率。实验结果表明,这种方法可以给予权重值低的词条进行特征选择的机会,并且保证权重值高的词条特征选择优势,从而提高文本特征选择的全面性和准确性。
    基于潜在狄利克雷分配模型和互信息的无监督特征选取法
    董元元 陈基漓 唐小侠
    2012, 32(08):  2250-2257.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02250
    摘要 ( )   PDF (571KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为解决互信息(MI)在特征选取中的类别缺失和倾向低频词问题,提出 LDA-σ方法。该方法使用潜在狄利克雷分配模型(LDA)提取潜在主题,以“词—主题”间互信息的标准差作为特征评估函数。在Reuters-21578语料集上提取特征词并进行分类,LDA-σ方法的微平均F1最高达0.9096;宏平均F1优于其他算法,最高达0.7823。实验表明,LDA-σ方法可用于文本特征选取。
    自适应邻域选择的数据可分性降维方法
    李冬睿 许统德
    2012, 32(08):  2253-2257.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02253
    摘要 ( )   PDF (819KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有基于流形学习的降维方法对局部邻域大小选择的敏感性,且降至低维后的数据不具有很好的可分性,提出一种自适应邻域选择的数据可分性降维方法。该方法通过估计数据的本征维度和局部切方向来自适应地选择每一样本点的邻域大小;同时,使用映射数据时的聚类信息来汇聚相似的样本点,保证降维后的数据具有良好的可分性,使之实现更好的降维效果。实验结果表明,在人工生成的数据集上,新方法获得了较好的嵌入结果;并且在人脸的可视化分类和图像检索中得到了期望的结果。
    信息安全
    Ad Hoc网络中基于身份的簇密钥协商机制
    刘雪艳 张强 王彩芬
    2012, 32(08):  2258-2327.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02258
    摘要 ( )   PDF (802KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对Ad Hoc网络能源受限、动态变化的特性,提出一个基于身份的组密钥协商机制。该机制基于簇结构,允许同步执行基于对的多方密钥协商协议,从而使得簇成员数不影响密钥协商;密钥协商期间不需要交互,进而提供安全认证和动态性。在判定性双线性Diffie-Hellman(DBDH)问题下证明了该机制的语义安全性,并与已有方案在安全性、通信量和计算量方面进行了比较,结果表明所提机制在协商轮数和认证性方面具有优势。
    基于高维超混沌系统和矩阵张量积的图像分组加密新算法
    唐宋 徐桂兰 李清都
    2012, 32(08):  2262-2264.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02262
    摘要 ( )   PDF (487KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    目前混沌加密算法主要存在三方面的不足:1)采用低维混沌序列造成混沌退化;2)采用的混沌系统结构过于简单;3)算法只依赖于混沌系统的结构和密钥。针对这些不足,提出一种新的图像分组加密算法。为了克服混沌退化,算法借助矩阵张量积将高维超混沌系统所产生混沌序列和一维混沌序列充分耦合,产生像素扩散矩阵。在此过程中,用明文信息控制扩散矩阵生成,使算法与明文相关,提高了算法的安全强度。
    基于第二代Bandelet变换和斜变换的半脆弱水印算法
    王枢 张敏情 申军伟 肖海燕
    2012, 32(08):  2265-2287.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02265
    摘要 ( )   PDF (661KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对图像的常规操作和恶意攻击,提出一种新的半脆弱水印算法。在该算法中,先将原图像压缩后的数据作为恢复比特嵌入到图像的最低有效位,再把经过Turbo码编码后的第二代Bandelet变换系数嵌入到分块的斜变换的中频区域。认证时,通过Turbo码产生的误码和Bandelet系数的比对实现认证和篡改定位。仿真实验表明,该算法对于图像的常规操作具有良好的鲁棒性,可以精确地检测与定位恶意篡改区域,并且具有较好的篡改恢复能力。
    基于二维空间元素匹配的数据库水印算法
    马瑞敏 陈继红
    2012, 32(08):  2268-2270.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02268
    摘要 ( )   PDF (487KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对现有数据库水印算法对原始数据修改量大、水印信息隐蔽性差的问题,提出一种基于二维空间元素匹配的关系数据库鲁棒水印算法。算法选取数据库主键的Hash值作为元组的定位空间,选取数值属性冗余位作为元组的数据空间,构建了一个二维空间。通过调整二维空间对应元素的奇偶性嵌入水印信息。实验中嵌入水印前后载体数据均值变化0.5296×10^(-2)%,方差变化0.6509×10^(-4)%,表明该算法对原始数据修改量小,水印隐蔽性好,鲁棒性强。
    动态Huffman树平台配置远程证明方案
    付东来 彭新光 陈够喜 杨秋翔
    2012, 32(08):  2275-2282.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02275
    摘要 ( )   PDF (900KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了进一步提高平台配置远程证明方案的效率,在基于Merkle哈希树的远程验证机制RAMT的基础上,改进了可信实体散列值的存储方案,提出了基于动态Huffman树的平台配置远程证明方案RADHT,给出了算法效率的理论证明过程。认真讨论了可信实体的散列值存储方案,详细描述了动态Huffman树平台配置远程证明方案的体系结构、度量及验证过程,给出了一个完整性度量算法示例,并讨论了新机制的隐私保护能力和验证效率。与RAMT方案相比,新机制考虑了可信实体的散列值被查询的概率及其概率的动态更新问题。结果表明,新机制改进了平台配置远程证明方案的效率。
    一种基于不可复制功能的RFID认证协议的安全性分析
    张龙翔
    2012, 32(08):  2280-2282.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02280
    摘要 ( )   PDF (469KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于不可复制功能(PUF)的射频识别(RFID)认证协议是近年来的研究热点。2011年,Bassil等在ITST国际会议上提出了一种新的基于PUF的RFID认证协议(BASSIL R, EL-BEAINO W, KAYSSI A, et al. A PUF-based ultra-lightweight mutual-authentication RFID protocol [C]// 2011 International Conference on Internet Technology and Secured Transactions. Piscataway: IEEE, 2011: 495-499)。分析了该认证协议的安全性,通过假设敌手参与协议,指出其不能抵抗密钥泄露攻击、跟踪攻击,也不能抵抗阅读器冒充攻击以及同步破坏攻击;同时描述了这些攻击的细节,并给出了它们的成功概率和计算复杂度。
    图形图像技术
    基于相位一致结构相似度的图像质量评价方法
    苏媛媛 桑庆兵
    2012, 32(08):  2283-2287.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02283
    摘要 ( )   PDF (758KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对结构相似度(SSIM)模型不能对模糊和高纹理图像进行较好的质量评价,提出一种基于相位一致结构相似度(MPCSSIM)的全参考图像质量评价方法。该方法保留SSIM中的亮度函数和对比度函数,将结构函数替换成相位一致函数,然后将三者结合起来进行质量评价。实验中LIVE数据库上的计算结果与主观评分的线性相关系数和斯皮尔曼相关系数分别为0.9501和0.9362。实验结果表明相位一致能够更好地提取图像的结构信息,该方法有较好的性能,能够更准确地评价模糊图像和高纹理图像的质量。
    基于贝叶斯理论和统计学习的视觉显著性检测
    戴花 王建平
    2012, 32(08):  2288-2290.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02288
    摘要 ( )   PDF (510KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    图像处理技术依赖于高质量的视觉显著图才能获得较好的处理结果,现有的视觉显著性检测方法通常只能检测得到粗糙的视觉显著性属性图,严重影响了图像处理的最终效果。为此,提出一种采用贝叶斯理论和统计学习的视觉显著性检测方法来检测图像的视觉显著性属性。该方法基于贝叶斯理论的静态图像的自上而下的显著性和整体显著性,将自上而下的知识和由下向上的显著性进行结合针对特征整合问题,利用线性模型的加权线性组合方法和正规化神经网络相结合的非线性加权方法来研究与所有因素相关的权值参数。根据自下而上的视觉显著性模型在两个标准数据集中采用ROC曲线来进行定量评价,结果表明非线性组合效果优于线性组合。
    改进的判别割及其在图像分割中的应用
    邹小林
    2012, 32(08):  2291-2298.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02291
    摘要 ( )   PDF (927KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    谱聚类算法能在任意形状的样本空间上聚类且收敛于全局最优解,但判别割(Dcut)算法在计算正则化相似度矩阵及其特征向量时比较耗时,而基于子空间的Dcut(SDcut)算法则不稳定,为此,提出基于主成分分析(PCA)的Dcut算法(PCA-Dcut)。PCA-Dcut算法采用PCA算法计算相似度矩阵的前m个大的特征值对应的特征向量构造一个新的矩阵,然后采用构造的矩阵与相似度矩阵和拉普拉斯矩阵分别进行矩阵运算;接着通过计算获得一个m阶正则化相似度矩阵,并计算该矩阵的k个最大特征向量;最后使用构造的矩阵与这k个特征向量相乘获得最终用于分类的特征向量。PCA-Dcut算法能降低Dcut算法的计算复杂度。通过对人工合成数据集、UCI数据集和真实图像的仿真实验表明,PCA-Dcut算法的聚类准确率与Dcut等谱聚类算法相当,同时在分割图像时的运算速度约为Dcut的5.4倍,并具有比SDcut更快的速度和更好的性能。
    基于自适应阈值的改进Canny边缘检测方法
    张帆 彭中伟 蒙水金
    2012, 32(08):  2296-2298.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02296
    摘要 ( )   PDF (496KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    传统的Canny边缘检测算子采用全局阈值选取方法,当图像的背景和目标灰度变化比较大时,采用全局阈值法将丢失一些局部边缘信息。针对该问题,提出了一种自适应求取动态阈值的改进Canny边缘检测方法。该方法利用图像的梯度方差作为判据对图像进行分块,继而对各子块运用最大类间方差法求得相应的阈值,并通过插值得到阈值矩阵,最后结合改进的边缘连接法对图像进行边缘检测。实验结果表明,该算法在具有良好的抗噪性能同时,具有很好的检测精度。
    基于距离分布直方图的数字识别算法
    吴少泓 王云宽 孙涛 李兵
    2012, 32(08):  2299-2304.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02299
    摘要 ( )   PDF (942KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    由于自由字体与手写体数字形态的多变性,以往研究中具有较高准确率的算法往往牺牲了快速性,而具有实时性优势的算法却容易引起错误率的上升。针对这个问题,提出一种适用于快速数字识别的特征描述子——距离分布直方图(DDH),并在形状上下文的基础上提出一种既易于实现又具一定鲁棒性的描述子——形状累积直方图(SAH);然后将上述两个特征与其他改进后的拓扑特征相结合,组成最终的多特征矢量,由于其子矢量是由不同方法提取出的独特的特征,因此具有互补性;与此同时,算法中用三种组合特征训练了三个支持向量机来作分类器,综合它们给出的结果和自信度来给出最后的分类结果。在自建数据集、MNIST和USPS数据集上的实验结果显示,平均正确率最高达到了99.21%,证明了算法的高效性和鲁棒性。
    基于笔画相关加权的视频图像文字识别
    苏畅 胡晓冬 王斌辅 尚凤军
    2012, 32(08):  2305-2312.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02305
    摘要 ( )   PDF (801KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提取影视视频图像中的字幕信息,提出一套鲁棒的方法:首先采用图像的边缘特征对字幕信息进行区域定位,并给出结合边缘信息的方法对图像文字进行二值化;其次,采用投影法和区域生成方法定位单个文字;最后,充分考虑到文字笔画的拓扑结构,进行相邻子网格笔画结构相关性的判定,并采用笔画模糊隶属度完成弹性网格特征的提取。该方法在复杂的背景图像中能够有效得到文字的二值图像,并保证了提取特征的稳定性、健壮性,对二值化后的影视字幕的识别率达到92.1%,实验结果表明了方法的有效性。
    基于局部保持投影与隐马尔可夫模型的维文字符识别
    刘卫 李和成
    2012, 32(08):  2309-2312.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02309
    摘要 ( )   PDF (645KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对传统隐马尔可夫模型(HMM)在对手写维吾尔文字符建模时,字符宽度变化大,模型训练收敛缓慢,且易陷入局部极值的问题,提出一种基于保局投影(LPP)与HMM相结合的维吾尔字符识别方法。首先,通过高度归一化保持原图像的宽高比,用滑动窗获取子图像序列,形成观测向量序列;其次,采用局部保持投影将观测序列映射到低维空间,并用随机抽样方法降低邻接图矩阵的规模;最后,采用新观测序列训练HMM。该算法在降维的同时提高了HMM的收敛速度,降低了陷入局部极值的风险。实验结果显示,算法的平均收敛步数减少,错误率降低,表明算法是有效的。
    基于稀疏表示的高噪声人脸识别及算法优化
    蔡体健 樊晓平 刘遵雄
    2012, 32(08):  2313-2319.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02313
    摘要 ( )   PDF (611KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为提高基于稀疏表示人脸识别的速度和抗噪性能,研究了交叉花束(CAB)模型及压缩感知重构算法。针对重构算法中的大矩阵求逆,提出快速正交匹配追踪(FOMP)算法,可将运算量较高的矩阵求逆运算转变为轻量级向量矩阵运算。为增加高噪声图片的有效信息量,提出几种实用且有效的方法,并通过实验验证这些方法都能提高高噪声人脸识别率,可识别的噪声比例提高到75%,具有一定的实用价值。
    基于多级纹理频谱特征与PCA的人脸识别算法
    党鑫鹏 刘文萍
    2012, 32(08):  2316-2319.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02316
    摘要 ( )   PDF (603KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对主成分分析(PCA)算法在人脸识别中识别率低的问题,提出一种图像纹理频谱特征与PCA相结合的人脸识别算法。该算法利用纹理单元算子提取人脸图像纹理频谱特征,然后用PCA对所提取的特征降维,最后利用最近邻(KNN)分类器进行人脸识别。在ORL人脸库和Yale人脸库上对所提出的算法进行了测试,识别率均高于PCA、模块化二维PCA(M2DPCA)等方法,分别为96.5%和95%。实验结果表明了该算法的有效性和准确性。
    弹底底火表面缺陷图像分割方法
    史进伟 郭朝勇 刘红宁
    2012, 32(08):  2320-2323.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02320
    摘要 ( )   PDF (675KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    枪弹弹底底火检测是枪弹质量控制的核心,为了有效分割弹底底火表面缺陷图像,提出一种新的分割方法。该方法针对弹底检测要求及弹底图像基本特征,首先大致确定待检测的底火部分图像,对其运用Log算子进行边缘检测确定底火圆边缘;然后分析了Hough变换和最小二乘法圆拟合的圆检测算法的各自优缺点,提出了改进Hough变换和最小二乘法圆拟合相结合的圆检测算法,以获得较精确的底火圆圆心和半径;最后利用底火圆圆心和半径提取底火圆图像,利用统计阈值分割底火表面缺陷,利用数学形态学优化分割结果。通过实验表明,运用此方法分割弹底底火表面缺陷,平均误分割率低于10%,平均偏差小于17个像素,表现出较好的准确性和鲁棒性。
    基于时空联合的解码边信息插值算法
    王凤琴 陈晓雷 陈燕
    2012, 32(08):  2324-2327.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02324
    摘要 ( )   PDF (686KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在Wyner-Ziv视频编码中,边信息质量是影响系统编码效率的关键因素,但解码端获得的运动矢量不精确而导致内插边信息的质量不高。为此,提出一种基于时空联合的解码边信息插值算法。该算法将多种块分割模式与双向运动估计相结合,匹配准则采用双向平均绝对误差和(SBAD)判断运动矢量时间变化,利用边界绝对误差(BAD)判断运动矢量的空间变化,通过时空联合匹配准则保证运动矢量的空间平滑性和时间连贯性。实验结果表明,该算法降低了编码码率,内插边信息的主观和客观质量均有所提高,边信息的峰值信噪比(PSNR)最大提高1.41dB。
    典型应用
    基于逻辑Petri网的Web服务簇模型
    邓式阳 杜玉越
    2012, 32(08):  2328-2337.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02328
    摘要 ( )   PDF (1048KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在基于聚类的Web服务中,同一服务簇中的服务在参数名称、参数数量和顺序方面不尽一致,具有参数不确定性的特点,导致参数匹配仍需要很大的工作量。因此提出一种基于逻辑Petri网的Web服务簇模型,将服务的参数集合表示为基于服务簇参数集的逻辑向量,建立了服务簇到各个服务的映射关系,实现对服务参数的统一管理。基于语义相似度的参数匹配仅在服务簇层进行,在服务簇内可以用位置向量直接定位参数,通过逻辑比较判断是否匹配,使得参数匹配的规模和计算复杂度大大降低,提高了服务发现效率。
    基于Clight形式语义的代码功能描述提取
    王涛 陈敏翼 齐军
    2012, 32(08):  2333-2337.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02333
    摘要 ( )   PDF (767KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    软件代码的功能提取是功能集成的最基本前提,但软件功能提取普遍存在正确率低的问题。为此,提出基于Clight形式语义的代码功能描述提取机制,并用Clight代码功能描述算法实现。该机制严格基于Clight自然语义推理规则,忽略代码执行的中间细节,只关注执行前后的存储状态,并以此作为代码的功能描述,提高了功能提取的正确率和关键领域软件开发的成功率。
    基于程序依赖图的静态BPEL程序切片技术
    王洪达 邢建春 宋巍 杨启亮
    2012, 32(08):  2338-2341.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02338
    摘要 ( )   PDF (590KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    传统程序切片技术在计算BPEL程序切片时会产生切片不完备问题,为此,提出一种基于程序依赖图的BPEL静态程序切片技术。该技术根据BPEL语言的特点,通过建立BPEL程序依赖图,计算BPEL程序切片。案例分析表明,该技术能够获得更加全面的程序切片,从而可以帮助软件工程人员更好地测试、调试和维护BPEL程序。
    基于面向服务架构的分布式业务部署平台
    段翰聪 李童星 李林 邢建川
    2012, 32(08):  2342-2345.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02342
    摘要 ( )   PDF (679KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对分布式环境下业务系统运营中资源利用率低、可靠性差和扩展性弱等问题,设计了一种基于面向服务架构的分布式业务部署平台。该平台基于面向服务架构(SOA)组件模型,可自动化地部署和管理分布式业务系统;根据服务组件运行状态,动态为其分配计算资源,实现业务能力的动态扩展和收缩;同时,采用双机热备、高可用集群机、业务迁移等机制保证了高可靠性。仿真实验表明,该平台能在保证业务服务质量(QoS)的同时具有较高资源利用率。
    基于特定领域的中文微博热点话题挖掘系统BTopicMiner
    李劲 张华 吴浩雄 向军
    2012, 32(08):  2346-2349. 
    摘要 ( )   PDF (725KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    随着微博应用的迅猛发展,自动地从海量微博信息中提取出用户感兴趣的热点话题成为一个具有挑战性的研究课题。为此研究并提出了基于扩展的话题模型的中文微博热点话题抽取算法。为了解决微博信息固有的数据稀疏性问题,算法首先利用文本聚类方法将内容相关的微博消息合成为微博文档;基于微博之间的跟帖关系蕴含着话题的关联性的假设,算法对传统潜在狄利克雷分配(LDA)话题模型进行扩展以建模微博之间的跟帖关系;最后利用互信息(MI)计算被抽取出的话题的话题词汇用于热点话题推荐。为了验证扩展的话题抽取模型的有效性,实现了一个基于特定领域的中文微博热点话题挖掘的原型系统——BTopicMiner。实验结果表明:基于微博跟帖关系的扩展话题模型可以更准确地自动提取微博中的热点话题,同时利用MI度量自动计算得到的话题词汇和人工挑选的热点词汇之间的语义相似度达到75%以上。
    选择在线交易服务者的多情境信任和声誉评估系统
    刘彬 张仁津
    2012, 32(08):  2350-2359.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02350
    摘要 ( )   PDF (1229KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    在以信任和声誉值选择服务者的系统中,普遍存在的问题是在评估服务者的信任和声誉值时考虑因素过少,局限于系统内,以及方法缺少灵活性,导致选择的服务者不能满足用户多样性的要求。为了解决这个问题,提出一种应用于在线交易服务者选择的多情境信任和声誉评估系统,服务者通过注册的质量属性和担保资金获得信任和声誉启动值,由系统内、外的交易经历获得信任和声誉经验值,实际信任和声誉值由两者动态线性组合,后者所占比重随交易次数的增加而动态增加,根据用户设置的服务者的情境属性与实际信任和声誉值选择服务者。通过与其他方法对比测试,结果表明此方法更容易满足用户的各种要求。此信任和声誉评估系统不仅能给新服务者与其他服务者一个公平竞争的环境,也可以减少用户选中恶意服务者的机会。
    允许缺货待补的季节性商品二阶联合库存最优订购策略
    陈铓 龚存宇
    2012, 32(08):  2356-2359.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02356
    摘要 ( )   PDF (614KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    针对季节性商品提出了二阶单周期缺货待补联合库存模型,其中假设零售商的库存策略采用报童模型且零售商的需求量服从正态分布。对制造商总利润函数的最优解,提出了充分与必要条件,以期可以简便迅速地获得制造商的最优生产批量以及最优订购周期。最后,通过数值算例及在管理上的含义对必要条件进行了充分的讨论。
    面向导航型网页关键词自动抽取的视觉模型与算法
    彭浩 蔡美玲 陈继锋 刘炽 余炳锐
    2012, 32(08):  2360-2368.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02360
    摘要 ( )   PDF (845KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    导航型网页中往往包含了大量的噪声信息,为自动提取网页中的关键词带来了较大的困难。 为此,提出一个新的网页表示模型PIX-PAGE和导航型网页关键词自动抽取算法P-KEA。PIX-PAGE模型利用提出的区域合并算法,将一张网页分割为适当粒度的区域;然后,依据人类视觉特点,对各区域进行视觉“奇异性”量化,同时利用奇异性传递规则进一步强化关键词相关区域的视觉“奇异性”。P-KEA根据PIX-PAGE模型模型的视觉量化结果,能够较准确地找到视觉突出区域中的关键词。实验结果表明,与基于DocView模型的算法DVM相比,P-KEA的准确率平均提高了20.9%。
    基于主导因子法的装备维修保障人员调度值预测
    单黎黎 张宏军 张睿 程恺 王之腾
    2012, 32(08):  2364-2368.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02364
    摘要 ( )   PDF (778KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为实现装备维修保障人员调度数量的准确简单预测,提出一种通用的支持向量机(SVM)输入变量特征的确定方法——主导因子法。该算法在定义了“主导因子”、“驱动因子”、“主动性行为”和“行为载体”等相关术语的基础上,通过“极大关联性”准则和“行为目的”法设置主动性行为预测变量的主导因子,然后根据该主导因子和“驱动因子设置法则”提炼出各驱动因子作为SVM输入变量的特征。实际应用及与其他方法比较后表明:将主导因子法确定的各装备维修保障人员调度值驱动因子作为SVM输入变量特征对相关值进行预测的平均相对误差低至0.0109,相对于其他特征确定方法具有更高的预测准确率。
    超高频RFID读写器系统的设计与实现
    夏宏 吴济文
    2012, 32(08):  2369-2373.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02369
    摘要 ( )   PDF (798KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    采用ARM9微处理器为主控制器,射频处理采用奥地利微电子公司的AS3992芯片为核心,设计开发了超高频RFID读写器系统。系统设计了外置功率放大电路、功率探测电路和天线端阻抗匹配调谐电路,使发射机输出功率达到+33dBm,并有效地提高了接收机信噪比,实现了对符合ISO/IEC 18000-6C 900MHz RFID协议的多标签的稳定高速读写;同时在ARM9硬件平台上移植了嵌入式Linux系统,并设计了读写器Web固件控制系统,以实现多标签盘存和读写器的网络配置等操作,为读卡器之间数据通信和二次开发提供平台。该系统已搭建运行于某电厂运煤车辆出入RFID管理控制系统中,运行结果表明,系统最大稳定读取距离达到10m,满足了工程需求。
    基于有向笔段甲骨文输入方法的设计与实现
    吴琴霞 栗青生
    2012, 32(08):  2374-2377.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02374
    摘要 ( )   PDF (590KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    提出一种利用有向笔段和笔元相结合的方法来描述甲骨文字,以期解决甲骨文字输入难、定量难、定形难的问题。该方法首先对甲骨文字笔元进行统计分析归类,针对每种笔元确定其有向笔段的组成,利用有向笔段来描述甲骨文字的算法体系;然后构建出基于有向笔段的甲骨文字输入平台,通过设计人机交互指令方便用户进行甲骨文字特别是未释字和异体字的输入。实验证明使用该方法进行甲骨文字输入输出,可以使字体更加规范,甲骨文字库可以自由增减,字形可以随意修改等。
    基于模糊理论的交通溢流识别算法
    张立东 贾磊 朱文兴
    2012, 32(08):  2378-2384.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02378
    摘要 ( )   PDF (583KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    交通溢流是交通拥堵的一种极端现象,会导致交通系统的严重紊乱。为实现对交通溢流的控制,必须先对其进行识别。以智能模糊推理为理论基础,提出交通溢流模糊识别算法。该算法推理器以车辆排队比率和路段平均速度为输入语言变量,以道路交通溢流严重程度为输出语言变量,采取Mamdani推理法为蕴含规则,在确定基本论域和离散论域的基础上,建立了模糊规则查询表,实现了交通溢流状态的识别。仿真结果表明,该算法的识别正确率达到98%,证明了模糊算法可以较好地实现交通溢流的识别。
    基于粒子群优化算法的永磁同步电机H2/H∞混合控制
    钱苗旺
    2012, 32(08):  2381-2384.  DOI: 10.3724/SP.J.1087.2012.02381
    摘要 ( )   PDF (565KB) ( )  
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    为了提高永磁同步电机(PMSM)控制系统的控制性能,设计了一种混合H2/H∞控制器。通过混合灵敏度方法设计系统的H∞次优控制器,采用粒子群优化(PSO)算法选取H2性能指标最小的控制器,从而得到混合H2/H∞控制器。采用仿真对所设计控制器的性能与比例积分(PI)控制器进行了对比测试,测试结果证明了混合H2/H∞控制器具有比PI控制器更好的控制效果,同时也表明采用PSO算法进行控制器设计是有效、可行的。
2022年 42卷 9期
刊出日期: 2022-09-10
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